化工腐蚀与防护复习资料

化工腐蚀与防护 复习资料

第一章 腐蚀

一、定义：金属材料在环境中发生反应，未到服役期即失效、破环。

分类：1.按腐蚀机理分：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀、微生物腐蚀

2.按腐蚀形貌分：全面腐蚀（又称均匀腐蚀）、局部腐蚀（细分为 电偶腐蚀、

点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀开裂、

氢损伤、腐蚀疲劳）

3.按环境分：干腐蚀（主要为化学腐蚀和高温腐蚀）、湿腐蚀（为电化学腐

蚀）

4.以腐蚀控制手段分：（1）选材、合金设计（2）缓蚀技术（3）电化学保

护

（4）表面处理技术

二、金属腐蚀速度的表示方法

1.失重法： ）

（t A m v -⋅∆= 单位：g /(m ²·h ） 清除产物：物理法、化学法、电化学法（试件做阴极）

2.增重法： ）

（t A m v ⋅∆=+ 第二章 电化学腐蚀的热力学理论

一、腐蚀原电池

定义：（简单理解）短路的原电池；（复杂说明）金属材料的失效和破坏，不 能对外

界做有用功且不可逆的短路原电池

组成：阴极、阳极、电解质溶液、外电路

必要环节：阴极过程、阳极过程、电荷的传递

种类：（1）超微腐蚀电池（2）微观腐蚀电池（3）宏观腐蚀电池

二、E-pH平衡图

1.竖线：（无e参与，有H+和OH-参与) 2Fe3++3H2o=Fe2O3+6H+

2.横线：（有e参与，无H+和OH-参与）Zn→Zn2++2e

3.斜线：（有e参与，有H+和OH-参与）Fe2O3+6H++2e=2Fe3++3H2o

注：电位是控制金属离子化过程的因素pH是控制金属腐蚀产物稳定性因素三、E-pH平衡图应用

Ⅰ：免蚀区（阴极保护区）

Ⅱ：腐蚀区

Ⅲ：钝化区（阳极保护区）

Ⅳ：腐蚀区

A点：无氧环境下，析氢腐蚀

B点：处腐蚀区①B→B＇向下，阴极保护（外加电流、牺牲阳极）

②B→B＇＇向上，阳极保护（外加电流，钝化剂）

③B→B＇＇＇向右，（加可以改变pH的缓蚀剂）

第三章金属腐蚀动力学原理

一、极化类型：1.活化极化；2.浓差极化；3.电阻极化

二、产生极化的原因：1.阳极极化：活化极化、浓差极化、电阻极化

2.阴极极化

三、化学反应基本步骤：1.液相传质步骤；2.电荷传递步骤；3.生成新相步

四、阳极去极化原因：1.钝化膜被破坏；2.M n+加速离开界面；3.搅拌作用

五、阴极去极化作用：1.阴极积累的e会得到释放；2.使用去极化剂

六、腐蚀极化图及其应用

1.极化率

（1）定义：

P=ΔΦ/I≈R 阻力P ↑→corr阻力↑→V corr↓P↓→V corr ↑（2）Vcorr控制因素：当R=0时，①P c(阴）＞＞P a（阳），I corr取决于P c，阴极控制，

Φ接近Φ0，a

②P a＞＞P c，I corr取决于P a，阳极控制，Φ

接近Φ0，c

③P a≈P c，I corr同时取决于P a，P c，混合控制，Φ位于

中间

R很大时，④腐蚀电流受R控制，称为电阻控制

第四章析氢腐蚀和耗氧腐蚀

一、析氢腐蚀：

1.定义:H+在阴极发生还原过程中生成H2而对金属造成的破坏和腐蚀

2.发生的必要条件：H的电极电位高于金属的电极电位ΦM，e＜ΦH

3.析氢反应步骤：①水化氢离子H+·H2O向阳极表面移动

②H+·H2O在电极表面还原，同时脱掉H2O分子生成H原子并吸附在阳极

③H少部分进入金属内部，大部分生成H2

④H2分子聚集成H2逸出

4.减少析氢腐蚀途径：①减少或消除金属中析氢过电位小的阴极性杂质，加入析氢过电位大

的合金成分（镉、镍等）

②加入缓蚀剂，大大提高析氢过电位

③降低溶液中活性阴离子的成分

二、耗氧腐蚀：

1.发生的必要条件：ΦO2＞ΦM

2.影响因素：（1）浓度

（2）温度：①；②在T＜80℃时，T ↑，i ↑；T＜80℃时，T ↑，i ↓

（3）盐浓度：盐浓度低于30％，盐浓度↑，V corr ↑

高于30％，盐浓度↑，V corr ↓

第五章金属钝化

一、定义：在一定条件下，使某些金属或合金失去了原来的化学活性从而变成惰性，其

耐蚀性能提升的现象。

二、钝化的方法：①在介质中加入钝化剂，是金属自行进入钝态（化学钝化）

②利用外加电流使阳极极化，从而进入钝态（电化学钝化）

三、极化曲线阶段含义及点的含义

AB：属于活化极化控制的活化区

BC：金属表面不稳定，出现溶解及钝化现象

V钝化＞V溶解，B点对应的值为？电位，导致金属发生变化

CD：电位达到C点处，说明该金属已达到完全的钝化状态，因

此该区的电流密度不随电位的变化而改变，该区为钝化区

DE：此段一些物质溶解氧化当电位超过Φt，D过钝化后，电流开

始增加，此区域属于过钝化区

四、Flade电位：ΦF越正，表明金属失去钝态的倾向越大；ΦF越负，金属越易保持

钝态

五、实现自钝化的条件：①Φoc＞ΦP②在ΦPP下i c＞i PP

六、钝化理论

七、阴极保护

1.原理：将被保护的金属设备作为阴极通过外加阴极电流使阴极极化到一定电位，从而金属

得到保护

2.保护方法：①外加电流法：将被保护的金属设备与直流电源的负极相连，利用外加阴极电

流进行阴极极化

②牺牲阳极法：使被保护的金属设备连接到一种电位更负的金属或合金，作为

牺牲阳极，靠其不断溶解所产生电流对被保护的金属进行阴极极化

③方法比较：最后有简答题

第六章局部腐蚀